Corso di elettrotecnica ed elettronica: legge di Coulomb – Lezione 10

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In questa breve lezione ho necessit di utilizzare qualche formula, nulla di complicato.

Lo stesso tipo di azioni che esistono tra particelle elementari, elettroni (con carica negativa) e protoni (con carica positiva) si ha anche tra corpi carichi, cio tra corpi che hanno accumulato o ceduto una certa quantit di elettroni, rimanendo pertanto carichi negativamente o positivamente.

Consideriamo due corpi carichi che nel disegno sono indicati con A e B, i due oggetti sono posti ad una distanza d:

cariche01

per il solo fatto di possedere una carica elettrica essi interagiscono con una forza F, detta Forza elettrostatica, che direttamente proporzionale al prodotto delle cariche ed inversamente proporzionale alla al quadrato della distanza tra le cariche.

Questa relazione detta legge di Coulomb (dal nome del suo scopritore) ed espressa dalla seguente formula:

formula01

Le grandezze fisiche presenti nella formula sono misurate nel Sistema Internazionale (S.I.) in:

  • la forza F in Newton (N)
  • le cariche [pmath size=12]Q_A[/pmath]e[pmath size=12]Q_B[/pmath] in Coulomb (C)
  • la distanza d in metri (m)

Nella formula sopra riportata potete notare la presenza della costante K detta costante di proporzionalit ed espressa dalla seguente formula:

formula02

Il valore:

epsilon

detta costante dielettrica ed assume valori diversi a seconda del materiale.

In altre parole possiamo riassumere la legge di Coulomb con la seguente frase:la forza F tanto maggiore quanto pi grande la carica e tanto minore quanto pi lontano sono le cariche.

cariche02

Inoltre la forza F sar di tipo repulsivo su cariche di stesso segno e attrattivo su cariche di segno opposto.

forza-elettrostatica

La forza elettrostatica F pu essere considerata una “colla” che tiene insieme o allontana le cariche, ma anche lo strumento di cui abbiamo bisogno per creare un flusso di elettroni.

Nella formula che rappresenta la legge di Coulomb a titolo di esempio la costante k:

  • ha valore di[pmath size=12]9*10^9[/pmath] nell’aria
  • ha valore di[pmath size=12]1/9 * 10^9[/pmath] nell’acqua

Quindi a parit di condizioni (temperatura, pressione), se si passa dall’aria all’acqua la forza coulombiana diminuisce di circa 80 volte.

Il nomeCoulomb viene impiegato per definire la grandezza fisica di carica elettrica ed una unit di carica elettrica viene indicata con

1 C (unCoulomb)

La carica elementare ed indivisibile quella posseduta da un elettrone detta “quanto di carica” e vale:

[pmath size=16]e=-1,602*10^-19 C[/pmath]

da cui si desume che per avere una carica di 1 C servono [pmath size=12]6,25*10^18[/pmath] elettroni.

Se non siete pratici con la notazione scientifica vi ricordo che il numero [pmath size=12]6,25*10^18[/pmath]corrisponde a 6.250.000.000.000.000.000 piuttosto grande non trovate?

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2 risposte a Corso di elettrotecnica ed elettronica: legge di Coulomb – Lezione 10

  1. Carlo Tomaselli scrive:

    Complimeti Prof. Maffucci,

    quello che lei fa per i giovani e’ piu che insegnare. Si percepisce la passione per la tecnologia, la scienza e l’amore per il suo lavoro. Complimenti ed avanti.

    Carlo Tomaselli

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